JP2708108B2 - 3D image display device - Google Patents

3D image display device

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JP2708108B2
JP2708108B2 JP1271450A JP27145089A JP2708108B2 JP 2708108 B2 JP2708108 B2 JP 2708108B2 JP 1271450 A JP1271450 A JP 1271450A JP 27145089 A JP27145089 A JP 27145089A JP 2708108 B2 JP2708108 B2 JP 2708108B2
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image light
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京平 福田
寛 實方
正樹 吉井
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は偏光メガネを用いた2眼式立体映像表示装置
に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a binocular stereoscopic image display device using polarized glasses.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

視角を異ならせた2台のカメラで撮影した映像光のよ
うに、互いに重ね合わせて見ることができる二組の映像
光を導出する二組の映像光源と、一組の映像合成面とを
備え、左右異なる偏光方向の偏光メガネを通して二組の
映像光の合成による立体映像を見ることができる2眼式
立体映像表示装置が実用化されている。
Equipped with two sets of video light sources that derive two sets of video light that can be viewed on top of each other, such as video light captured by two cameras with different viewing angles, and a set of video synthesis surfaces A two-lens stereoscopic image display device capable of viewing a stereoscopic image by combining two sets of image light through polarized glasses having different polarization directions on the left and right has been put to practical use.

従来のこの種の装置は、特開昭63-316037号公報に記
載のように、プロジェクタ方式とブラウン管方式とに大
別でき、プロジェクタ方式は映像合成面としてスクリー
ンを用い、ブラウン管方式は映像合成面としてハーフミ
ラーを用いている。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-316037, this type of conventional apparatus can be broadly classified into a projector system and a cathode ray tube system. The projector system uses a screen as a video synthesis surface, and the cathode ray tube system uses a video synthesis surface. Is a half mirror.

これらの立体映像表示装置は、互いに偏光方向が異な
る偏光フィルタを各映像光源に取り付けることにより、
映像合成面に送出する二組の映像光の偏光方向を異なら
せている。すなわち、一方の映像光源に水平直線偏光フ
ィルタを取り付けるとともに、他方の映像光源に垂直直
線偏光フィルタを取り付けた水平/垂直直線偏光方式、
あるいは各映像光源に+45°直線偏光フィルタと−45°
直線偏光フィルタをそれぞれ取り付けた+45°/−45°
直線偏光方式、あるいは各映像光源に左回り円偏光フィ
ルタと右回り偏光フィルタをそれぞれ取り付けた左回り
/右回り円偏光方式により、二組の映像光の偏光方向を
異ならせている。
These stereoscopic image display devices, by attaching a polarizing filter having a different polarization direction to each image light source,
The polarization directions of the two sets of image light transmitted to the image synthesis surface are made different. That is, a horizontal / vertical linear polarization system in which a horizontal linear polarization filter is attached to one image light source and a vertical linear polarization filter is attached to the other image light source,
Alternatively, a + 45 ° linear polarization filter and -45 ° for each image light source
+ 45 ° / -45 ° with linear polarizing filters respectively
The polarization directions of the two sets of image light are made different from each other by a linear polarization method or a counterclockwise / clockwise circular polarization method in which a left-handed circular polarization filter and a right-handed polarization filter are attached to each image light source.

合成された映像を立体映像として見るためには、各偏
光方向に対応する左右の偏光フィルタを備えた偏光メガ
ネを着用する。例えば、水平/垂直直線偏光方式におい
て、左カメラの映像を送出する映像光源に水平直線偏光
フィルタが取り付けられ、右カメラの映像を送出する映
像光源に垂直直線偏光フィルタが取り付けられている場
合には、偏光メガネの左眼側に水平直線偏光フィルタ
を、右眼側に垂直直線偏光フィルタを、それぞれ用い
る。
In order to view the synthesized image as a stereoscopic image, wear polarizing glasses provided with left and right polarizing filters corresponding to each polarization direction. For example, in the horizontal / vertical linear polarization method, when a horizontal linear polarization filter is attached to an image light source that transmits an image of a left camera, and a vertical linear polarization filter is attached to an image light source that transmits an image of a right camera. A horizontal linear polarizing filter is used on the left eye side of the polarizing glasses, and a vertical linear polarizing filter is used on the right eye side.

直線偏光方式の場合、直線偏光フィルタを用いて直線
偏光された映像を良好な立体映像として見るためには、
偏光メガネの偏光角度を各映像光源に取り付けた偏光フ
ィルタに合わせる必要がある。このため、偏光メガネを
かけている頭を傾けた場合や映像合成面を画面中心から
ずれた方向から見た場合には、最適な偏光角からずれて
しまうため、良好な立体映像を見ることはできなくな
る。
In the case of the linear polarization method, in order to view a linearly polarized image using a linear polarization filter as a good stereoscopic image,
It is necessary to match the polarization angle of the polarizing glasses with the polarizing filter attached to each image light source. Therefore, when the head wearing the polarized glasses is tilted or when the image composition plane is viewed from a direction shifted from the center of the screen, the angle of polarization is shifted from the optimum polarization angle. become unable.

これに対し、円偏光方式の場合には、円偏光を用いて
いるので偏光角の偏差とはならず、ほぼ完全な立体映像
として見ることができる。
On the other hand, in the case of the circularly polarized light system, since the circularly polarized light is used, there is no deviation in the polarization angle, and the image can be viewed as a substantially perfect stereoscopic image.

従来のプロジェクタ方式の立体映像表示装置として
は、第12図に示すような前面投写型プロジェクタが実用
化されている。プロジェクタ1の右眼映像2が供給され
る映像光源4と左眼映像3が供給される映像光源5(そ
れぞれR、G、Bの映像光送出部からなる)には、偏光
方向が互いに異なる円偏光フィルタ6、7がそれぞれ取
り付けてある。すなわち、映像光源4に右回り円偏光フ
ィルタ6を取り付け、映像光源5に左回り円偏光フィル
タ7を取り付けてある。映像光源4から導出される映像
光8は右回り円偏光であり、映像光源5から導出される
映像光9は左回り円偏光である。二組の映像光8、9
は、映像合成面である反射型スクリーン10で合成される
とともに反射される。ここで、反射により、映像光8は
右回り円偏光から左回り円偏光になり、映像光9は左回
り円偏光から右回り円偏光になる。円偏光メガネ11に
は、左眼用と右眼用にそれぞれ右回り円偏光フィルタ12
と左回り円偏光フィルタ13が取り付けてあり、合成され
た映像光8と映像光9を分離して観視することができ
る。
As a conventional projector type stereoscopic video display device, a front projection type projector as shown in FIG. 12 has been put to practical use. The image light source 4 to which the right-eye image 2 of the projector 1 is supplied and the image light source 5 to which the left-eye image 3 is supplied (including R, G, and B image light transmission units) are circles having different polarization directions. Polarizing filters 6 and 7 are respectively attached. That is, a clockwise circular polarization filter 6 is attached to the image light source 4, and a counterclockwise circular polarization filter 7 is attached to the image light source 5. The image light 8 derived from the image light source 4 is clockwise circularly polarized light, and the image light 9 derived from the image light source 5 is counterclockwise circularly polarized light. Two sets of image light 8, 9
Are synthesized and reflected by the reflective screen 10 which is an image synthesis surface. Here, due to the reflection, the image light 8 changes from clockwise circular polarization to counterclockwise circular polarization, and the image light 9 changes from counterclockwise circular polarization to clockwise circular polarization. The circularly polarized glasses 11 include clockwise circularly polarized filters 12 for the left and right eyes, respectively.
And the counterclockwise circularly polarizing filter 13 are attached, and the combined image light 8 and image light 9 can be separated and viewed.

反射型スクリーン10は、アルミニウム等の金属表面ミ
ラーであり、複屈折の位相差は発生せず、これにより偏
光が変化することがないため、直線偏光方式および円偏
光方式のいずれでも良好な立体映像を見ることができ
る。従って、前面投写型プロジェクタの場合には、偏光
角の偏差による影響がない円偏光方式が最適である。
The reflection type screen 10 is a metal surface mirror made of aluminum or the like, and does not generate a birefringence phase difference, so that the polarization does not change. Can be seen. Therefore, in the case of a front projection type projector, a circular polarization method which is not affected by the deviation of the polarization angle is optimal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、背面投写型プロジェクタで立体映像表示装置
を実用化しようとした場合、映像光源と映像合成面との
間に設けられるか、または映像合成面を含む光学素子で
あるミラーや透過型スクリーンにより複屈折が発生して
偏光が変化し、良好な立体映像を見ることができなくな
る場合があることについて、従来技術では配慮されてい
なかった。
However, when trying to put a stereoscopic image display device into practical use with a rear projection type projector, it is necessary to provide a mirror between the image light source and the image synthesizing surface, or a mirror or transmission screen that is an optical element including the image synthesizing surface. The prior art has not considered that refraction may occur and change the polarization, making it impossible to view a good stereoscopic image.

第13図は背面投写型プロジェクタの一例を示したもの
で、第12図に示した前面投写型プロジェクタと比べて、
反射型スクリーン10の代りに透過型スクリーン14が用い
られ、また光路を折り曲げて光学系を小形にするための
ミラー15が追加されている。二つの映像光8、9は、ミ
ラー15で反射され、映像合成面である透過型スクリーン
14で合成される。ここで、ミラー15による反射によっ
て、映像光8は右回り円偏光から左回り円偏光になり、
映像光9は左回り円偏光から右回り円偏光になる。その
他は第12図と同じである。
FIG. 13 shows an example of a rear projection type projector, which is different from the front projection type projector shown in FIG.
A transmissive screen 14 is used in place of the reflective screen 10, and a mirror 15 for bending the optical path to make the optical system compact is added. The two image lights 8 and 9 are reflected by the mirror 15 and are a transmission type screen which is an image synthesis surface.
Synthesized at 14. Here, the image light 8 changes from clockwise circularly polarized light to counterclockwise circularly polarized light due to reflection by the mirror 15, and
The image light 9 changes from left-handed circularly polarized light to right-handed circularly polarized light. Others are the same as FIG.

立体映像を表示しない一般の背面投写型プロジェクタ
では、複屈折による光学性能への影響は特に問題となっ
ていない。そのため、透過型スクリーン14の基板は、ポ
リカーボネート等の複屈折のある樹脂材料で形成されて
いる。また、基板は、量産性に優れた押出成型により製
造した押出板であるため、注形板に比べて複屈折がより
大きく発生している。さらに、透過型スクリーン14を構
成するレンチキュラレンズ16やフレネルレンズ17は表面
がレンズ状やプリズム状に加工されているため、加工後
に残留する応力歪みにより複屈折が発生する。さらに、
ミラー15でも、表面に保護膜や増反射膜等がコーティン
グされているものは複屈折が発生する。このように、背
面投写型プロジェクタには、映像光源と映像合成面との
間に、ミラー15、レンチキュラレンズ16、フルネルレン
ズ17といった複屈折の位相差がある光学素子が設けられ
ている。
In a general rear projection type projector that does not display a stereoscopic image, the influence of birefringence on optical performance is not a particular problem. Therefore, the substrate of the transmission screen 14 is formed of a birefringent resin material such as polycarbonate. Further, since the substrate is an extruded plate manufactured by extrusion molding which is excellent in mass productivity, birefringence is larger than that of a cast plate. Further, since the surfaces of the lenticular lens 16 and the Fresnel lens 17 constituting the transmission screen 14 are processed into a lens shape or a prism shape, birefringence occurs due to stress distortion remaining after the processing. further,
Even the mirror 15 whose surface is coated with a protective film, a reflection-enhancing film, or the like generates birefringence. As described above, the rear projection type projector is provided with an optical element having a birefringent phase difference, such as the mirror 15, the lenticular lens 16, and the Fresnel lens 17, between the image light source and the image synthesizing surface.

従来の装置のように、円偏光を複屈折のある光学素子
に入射させると、これを出射する映像光8、9は円偏光
から楕円偏光に変化し、円偏光メガネ11を用いて良好な
立体映像を見ることができなくなる。
When circularly polarized light is made incident on an optical element having birefringence as in the conventional apparatus, the image lights 8 and 9 emitted therefrom are changed from circularly polarized light to elliptically polarized light. You cannot see the video.

第14図は、円偏光の代りに+45°/−45°の直線偏光
を入射させた場合を示したものである。すなわち、映像
光源4に+45°直線偏光フィルタ18を取り付け、映像光
源5に−45°直線偏光フィルタ19を取り付けてある。映
像光源4から導出される映像光20は+45°直線偏光であ
り、映像光源5から導出される映像光21は−45°直線偏
光である。二つの映像光20、21はミラー15で反射され、
映像合成面である透過型スクリーン14で合成される。こ
こで、ミラー15にての反射により、映像光20は−45°直
線偏光になり、映像光21は+45°直線偏光になる。直線
偏光メガネ22は、左眼用と右眼用にそれぞれ+45°直線
偏光フィルタ23と−45°直線偏光フィルタ24とが取り付
けてあり、合成された映像光20と映像光21とを分離して
観視することができる。しかし、複屈折の位相差がある
光学素子の光学主軸が映像光源の偏光方向と平行または
直角であるとき以外では、これを射出する映像光20、21
はそれぞれ直線偏光から楕円偏光に変化し、直線偏光メ
ガネ22を用いて良好な立体映像を見ることができなくな
る。すなわち、ミラー15の光学主軸15aは、ミラー15の
傾斜方向に垂直な方向、すなわち傾斜軸に平行な方向に
一様に分布しており、映像光源4、5の偏光方向と45°
をなす。また、レンチキュラレンズ16の光学主軸16a
は、レンズ状の加工面が延在する方向に一様に分布して
おり、映像光源4、5の偏光方向と45°をなす。一方、
ミラー15やレンチキュラレンズ16は光学主軸の方向が一
様であるのに対して、フレネルレンズ17は光学主軸の方
向が一様でない。すなわち、フレネルレンズ17は、レン
ズ面が同心円状に加工されているため、加工後に残留す
る応力歪みによる複屈折の光学主軸17aも同心円状に分
布し、一様でない。従って、光学主軸17aが映像光源
4、5の偏光方向と平行または直角とならない領域が必
ず存在することになり、この領域では良好な立体映像を
見ることができなくなる。
FIG. 14 shows a case where linearly polarized light of + 45 ° / −45 ° is incident instead of circularly polarized light. That is, a + 45 ° linear polarization filter 18 is attached to the image light source 4, and a −45 ° linear polarization filter 19 is attached to the image light source 5. The video light 20 derived from the video light source 4 is linearly polarized at + 45 °, and the video light 21 derived from the video light source 5 is linearly polarized at −45 °. The two image lights 20, 21 are reflected by the mirror 15,
The images are synthesized on the transmission screen 14 which is the image synthesis surface. Here, due to the reflection at the mirror 15, the image light 20 becomes -45 ° linearly polarized light, and the image light 21 becomes + 45 ° linearly polarized light. The linear polarizing glasses 22 have a + 45 ° linear polarizing filter 23 and a −45 ° linear polarizing filter 24 attached to the left eye and the right eye, respectively, and separate the combined image light 20 and image light 21. Can be viewed. However, except when the optical principal axis of the optical element having a birefringent phase difference is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, the image light 20, 21 which emits the same
Respectively change from linearly polarized light to elliptically polarized light, and it becomes impossible to view a good stereoscopic image using the linearly polarized glasses 22. That is, the optical main axis 15a of the mirror 15 is uniformly distributed in a direction perpendicular to the tilt direction of the mirror 15, that is, in a direction parallel to the tilt axis, and is at 45 ° to the polarization direction of the image light sources 4 and 5.
Make Also, the optical main shaft 16a of the lenticular lens 16
Are uniformly distributed in the direction in which the lens-shaped processing surface extends, and form 45 ° with the polarization directions of the image light sources 4 and 5. on the other hand,
The mirror 15 and the lenticular lens 16 have uniform optical principal axes, whereas the Fresnel lens 17 has irregular optical principal directions. That is, since the lens surface of the Fresnel lens 17 is processed concentrically, the optical principal axis 17a of birefringence due to stress distortion remaining after processing is also distributed concentrically and is not uniform. Therefore, there always exists a region where the optical principal axis 17a is not parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light sources 4 and 5, and in this region, it is impossible to view a good stereoscopic image.

第15図、第16図、第17図は、それぞれ第12図、第13
図、第14図の装置において、白一色の右眼映像2と黒一
色の左眼映像3の合成映像を左眼のみで観視したときの
様子を示したものである。反射型スクリーンでは第15図
のように黒一色となるのに対して、透過型スクリーンで
は第16図、第17図のように黒一色とはならない。特に、
円偏光の場合には、第16図のように全体的に右眼映像2
の左眼へのもれが大きい。また、+45°/−45°の直線
偏光の場合には、画面の中心から±45°の方向の領域で
はフレネルレンズ17の光学主軸17aのみが映像光源4、
5の偏光方向と平行または直角となるためもれがやや小
さいものの、その他の領域ではもれが大きい。このよう
に、黒一色とならない領域では良好な立体映像を見るこ
とはできない。なお、この課題は背面投写型プロジェク
タに限ったものではない。前面投写型プロジェクタにお
いても、複屈折の位相差が発生する反射型スクリーン10
を用いた場合には問題となる。さらには、ブラウン管方
式においても、複屈折の位相差が発生するハーフミラー
を用いた場合には問題となる。
FIG. 15, FIG. 16, and FIG. 17 are FIGS. 12, 13 respectively.
FIG. 14 shows a state in which a composite image of a single-color right-eye image 2 and a black-only left-eye image 3 is viewed only with the left eye in the apparatus shown in FIG. In a reflective screen, the color becomes black as shown in FIG. 15, whereas in a transmissive screen, it does not become black as shown in FIGS. 16 and 17. Especially,
In the case of circularly polarized light, as shown in FIG.
Leaks into the left eye. Further, in the case of linearly polarized light of + 45 ° / −45 °, only the optical main axis 17a of the Fresnel lens 17 is located in the direction of ± 45 ° from the center of the screen.
Although the leakage is slightly small because it is parallel or perpendicular to the polarization direction of 5, the leakage is large in other regions. As described above, it is not possible to view a good three-dimensional image in an area where the color is not completely black. This problem is not limited to the rear projection type projector. Even in a front projection type projector, a reflective screen 10 in which a birefringent phase difference occurs
A problem arises when is used. Further, even in the cathode ray tube system, there is a problem when a half mirror that generates a birefringent phase difference is used.

本発明の目的は、映像光源と映像合成面との間に設け
られるか、または映像合成面を含む光学素子に複屈折の
位相差があっても、偏光が変化せず良好な立体映像を見
ることができる立体映像表示装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a good stereoscopic image with no change in polarization even if an optical element provided between an image light source and an image combining surface or an optical element including the image combining surface has a birefringent phase difference. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional video display device capable of performing the above-mentioned.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、本発明では、二組の映像光
源は互いに90°異なる偏光方向に直線偏光した二組の映
像光を導出するようにするとともに、映像光源と映像合
成面との間に設けられる複屈折の位相差がある光学素
子、または複屈折の位相差がある映像合成面のうち、光
学主軸の方向がある方向に対して一様である光学素子ま
たは映像合成面の光学主軸が映像光源の偏光方向と平行
または直角になるように構成する。
In order to achieve the above object, in the present invention, the two image light sources are configured to derive two sets of image light linearly polarized in polarization directions different from each other by 90 °, and between the image light source and the image combining surface. The optical element having a birefringent phase difference provided, or the image combining surface having a birefringent phase difference, the optical principal axis direction of the optical element or the optical principal axis of the image combining surface being uniform with respect to a certain direction. It is configured to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source.

上述の、光学素子の光学主軸が映像光源の偏光方向と
平行または直角になるように構成するために、ミラーの
傾斜方向が映像光源の偏光方向と平行または直角になる
ように構成する。
In order to configure the optical principal axis of the optical element to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, the tilt direction of the mirror is configured to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source.

また、同じく光学素子の光学主軸が映像光源の偏光方
向と平行または直角になるように構成するために、一方
向に延在するレンズ状またはプリズム状の加工面を連続
的に配置した透過型スクリーンの延在の方向が、映像光
源の偏光方向と平行または直角になるように構成する。
Also, in order to configure the optical principal axis of the optical element so as to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, a transmission screen in which lens-shaped or prism-shaped processing surfaces extending in one direction are continuously arranged. Is configured so that the direction of extension is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source.

上述の、一方向に延在するレンズ状またはプリズム状
の加工面を連続的に配置した透過型スクリーンの延在の
方向が映像光源の偏光方向と平行または直角になるよう
に構成するために、透過型スクリーンを1枚または互い
に配列の方向が90°異なる2枚のレンチキュラレンズを
含む構成とする。
As described above, in order that the direction of extension of the transmission screen in which the lens-shaped or prism-shaped processing surfaces extending in one direction are continuously arranged is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, The transmissive screen includes one or two lenticular lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °.

あるいはまた、同じ目的のために、透過型スクリーン
を1枚または互いに配列の方向が90°異なる2枚のリニ
アフレネルレンズを含む構成とする。
Alternatively, for the same purpose, the transmission screen includes one or two linear Fresnel lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °.

次に、本発明では、上記複屈折の位相差がある光学素
子のうち、光学主軸の方向が一様でない光学素子の位相
差が、光学主軸の方向が一様である光学素子の位相差よ
りも小さくなるように構成する。
Next, in the present invention, among the optical elements having the birefringence phase difference, the phase difference of the optical element whose optical principal axis direction is not uniform is larger than the phase difference of the optical element whose optical principal axis direction is uniform. Is also reduced.

上述の、光学主軸の方向が一様でない光学素子の位相
差が、光学主軸の方向が一様である光学素子の位相差よ
りも小さくなるように構成するために、その光学素子で
ある透過型スクリーンを構成するフレネルレンズの位相
差が、レンチキュラレンズの位相差よりも小さくなるよ
うに構成する。
In order to configure the phase difference of the optical element whose optical main axis direction is not uniform as described above to be smaller than the phase difference of the optical element whose optical main axis direction is uniform, the transmission type optical element is used. The phase difference of the Fresnel lens forming the screen is configured to be smaller than the phase difference of the lenticular lens.

そして、透過型スクリーンを構成するフレネルレンズ
の位相差が、レンチキュラレンズの位相差よりも小さく
なるように構成するために、フレネルレンズを紫外線硬
化性樹脂の成型により製造し、また、フレネルレンズを
直接切削加工により製造する。
Then, in order to configure so that the phase difference of the Fresnel lens constituting the transmission screen is smaller than the phase difference of the lenticular lens, the Fresnel lens is manufactured by molding an ultraviolet curable resin, and the Fresnel lens is directly Manufactured by cutting.

また、本発明では、偏光メガネをかけている観視者
が、頭を傾けた場合や映像合成面を画面中心よりずれた
方向から見た場合にも良好な立体映像を見ることができ
るようにするために、偏光メガネを左右異なる円偏光方
向の円偏光メガネとし、映像合成面と偏光メガネとの間
に複屈折の光学主軸が映像光源の偏光方向と45°をなす
1/4波長板を設けた構成とする。
Also, in the present invention, a viewer wearing polarized glasses can view a good stereoscopic image even when the head is tilted or when the image combining surface is viewed from a direction shifted from the center of the screen. In order to achieve this, the polarized glasses are circularly polarized glasses with different circular polarization directions, and the optical axis of birefringence between the image combining surface and the polarized glasses is at 45 ° to the polarization direction of the image light source.
The configuration is such that a quarter-wave plate is provided.

〔作用〕[Action]

上記構成により、光学素子に複屈折の位相差があって
も、光軸主軸の方向が一様である光学素子の光学主軸に
平行または直角の直線偏光を入射させた場合、これを出
射する映像光は直線偏光のままであるため、良好な立体
映像として見ることができる。
According to the above configuration, even if there is a birefringent phase difference in the optical element, when linearly polarized light parallel or perpendicular to the optical principal axis of the optical element whose optical axis principal axis direction is uniform is incident, the image is emitted therefrom. Since the light remains linearly polarized, it can be viewed as a good stereoscopic image.

また、傾斜して配置されたミラーの光学主軸は、ミラ
ーの傾斜方向に垂直な方向、すなわち傾斜軸に平行な方
向であるから、ミラーの傾斜方向が映像光源の偏光方向
と平行または直角になるように構成すれば、ミラーの光
学主軸が映像光源の偏光方向と平行または直角になるよ
うに構成でき、ミラーに複屈折の位相差があっても、良
好な立体映像として見ることができる。
In addition, since the optical principal axis of the mirror arranged in a tilted direction is a direction perpendicular to the tilt direction of the mirror, that is, a direction parallel to the tilt axis, the tilt direction of the mirror is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source. With this configuration, the optical main axis of the mirror can be configured to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, and even if the mirror has a birefringent phase difference, it can be viewed as a good stereoscopic image.

また、レンチキュラレンズやフレネルレンズのように
一方向に延在するレンズ状またはプリズム状の加工面を
連続的に配置した透過型スクリーンの光学主軸は加工面
が延在する方向であるから、この延在の方向が映像光源
の偏光方向と平行または直角になるように構成すれば、
透過型スクリーンの光学主軸が映像光源の偏光方向と平
行または直角になるように構成でき、透過型スクリーン
に複屈折の位相差があっても、良好な立体映像として見
ることができる。
Moreover, since the optical axis of a transmission type screen in which lens-like or prism-like processing surfaces extending in one direction, such as a lenticular lens or a Fresnel lens, are arranged continuously, the processing surface extends in the direction. If the current direction is configured to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source,
The optical axis of the transmission screen can be configured so as to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source, and even if the transmission screen has a birefringence phase difference, it can be viewed as a good stereoscopic image.

また、透過型スクリーンを、1枚または互いに配列の
方向が90°異なる2枚のレンチキュラレンズを含む構成
とすれば、それぞれのレンチキュラレンズの光学主軸が
映像光源の偏光方向と平行または直角になるように構成
でき、レンチキュラレンズに複屈折の位相差があって
も、良好な立体映像として見ることができる。
Further, if the transmissive screen is configured to include one or two lenticular lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °, the optical main axis of each lenticular lens is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source. Even if the lenticular lens has a birefringent phase difference, it can be viewed as a good stereoscopic image.

あるいはまた、透過型スクリーンを、1枚または互い
に配列方向が90°異なる2枚のリニアフレネルレンズを
含む構成とすれば、それぞれのリニアフレネルレンズの
光学主軸が映像光源の偏光方向と平行または直角になる
ように構成でき、リニアフレネルレンズに複屈折の位相
差があっても、良好な立体映像として見ることができ
る。
Alternatively, if the transmissive screen is configured to include one or two linear Fresnel lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °, the optical principal axis of each linear Fresnel lens is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source. Thus, even if the linear Fresnel lens has a birefringent phase difference, it can be viewed as a good stereoscopic image.

次に、映像光源の偏光方向と平行または直角にならな
い領域が存在するのは光学主軸の方向が一様でない光学
素子においてであるから、光学主軸の方向が一様でない
光学素子の位相差が、光学主軸の方向が一様である光学
素子の位相差よりも小さくなるように構成すれば、さら
に良好な立体映像として見ることができる。
Next, since there is an area that is not parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source in the optical element in which the direction of the optical main axis is not uniform, the phase difference of the optical element in which the direction of the optical main axis is not uniform is If the configuration is such that the phase difference of the optical element in which the direction of the optical main axis is uniform is smaller than that of the optical element, a more excellent stereoscopic image can be viewed.

また、フレネルレンズとレンチキュラレンズとを含む
構成の透過型スクリーンにおいては、フレネルレンズは
光学主軸の方向が一様でない光学素子であり、レンチキ
ュラレンズは光学主軸の方向が一様である光学素子であ
るから、フレネルレンズの位相差が、レンチキュラレン
ズの位相差よりも小さくなるように構成すれば、さらに
良好な立体映像として見ることができる。
In a transmission screen having a configuration including a Fresnel lens and a lenticular lens, the Fresnel lens is an optical element in which the direction of the optical principal axis is not uniform, and the lenticular lens is an optical element in which the direction of the optical principal axis is uniform. Therefore, if the phase difference of the Fresnel lens is configured to be smaller than the phase difference of the lenticular lens, a more excellent stereoscopic image can be viewed.

また、紫外線硬化性樹脂の成型品はレンチキュラレン
ズに用いられるような押出成型品に比べて加工後に残留
する応力歪みが小さく位相差の発生が小さいので、フレ
ネルレンズを紫外線硬化性樹脂の成型により製造すれ
ば、フレネルレンズの位相差が、レンチキュラレンズの
位相差よりも小さくなるように構成でき、さらに良好な
立体映像として見ることができる。
In addition, compared to extrusion molded products such as those used for lenticular lenses, Fresnel lenses are manufactured by molding UV-curable resin because the stress-strain remaining after processing is small and the phase difference is small. Then, the phase difference of the Fresnel lens can be configured to be smaller than the phase difference of the lenticular lens, and a more excellent stereoscopic image can be viewed.

また、直接切削加工品はレンチキュラレンズのような
押出成型品に比べて加工後に残留する応力歪みが小さく
位相差の発生が小さいので、フレネルレンズを直接切削
加工により製造すれば、フレネルレンズの位相差が、レ
ンチキュラレンズの位相差よりも小さくなるように構成
でき、さらに良好な立体映像として見ることができる。
In addition, direct cut products have less stress distortion remaining after processing and less phase difference than extruded products such as lenticular lenses, so if a Fresnel lens is manufactured by direct cutting, the phase difference of the Fresnel lens can be reduced. However, it can be configured to be smaller than the phase difference of the lenticular lens, and can be viewed as a better stereoscopic image.

また、偏光メガネを左右異なる円偏光方向の円偏光メ
ガネとし、映像合成面と偏光メガネとの間に複屈折の光
学主軸が映像光源の偏光方向と45°をなす1/4波長板を
設けた構成とすれば、複屈折がある光学素子が設けられ
ない映像合成面と偏光メガネとの間を円偏光にすること
ができるため偏光メガネをかけている観視者が頭を傾け
た場合や映像合成面を画面中心よりずれた方向から見た
場合にも、良好な立体映像を見ることができる。
The polarized glasses are circularly polarized glasses with different circular polarization directions, and a quarter-wave plate is provided between the image combining surface and the polarized glasses so that the optical principal axis of birefringence forms 45 ° with the polarization direction of the image light source. With this configuration, it is possible to make the polarized light between the image combining surface and the polarizing glasses in which no optical element having birefringence is provided, so that the viewer wearing the polarizing glasses tilts the head or the image. Even when the composite surface is viewed from a direction shifted from the center of the screen, a good stereoscopic image can be viewed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の立体映像表示装置である背面投写型
プロジェクタの一実施例を示したもので、第13図、第14
図に示した従来の背面投写型プロジェクタと比べ、映像
光源4、5には、従来の右回り/左回り円偏光フィルタ
6、7や、+45°/−45°直線偏光フィルタ18、19の代
りに、水平/垂直直線偏光フィルタ25、26を用いてい
る。
FIG. 1 shows an embodiment of a rear projection type projector which is a stereoscopic image display device according to the present invention.
Compared with the conventional rear projection type projector shown in the figure, the image light sources 4 and 5 are replaced with conventional clockwise / counterclockwise circularly polarizing filters 6 and 7 and + 45 ° / −45 ° linear polarizing filters 18 and 19. In addition, horizontal / vertical linear polarization filters 25 and 26 are used.

すなわち、映像光源4に垂直直線偏光フィルタ25を取
り付け、映像光源5に水平直線偏光フィルタ26を取り付
けてある。映像光源4から導出される映像光27は垂直直
線偏光であり、映像光源5から導出される映像光28は水
平直線偏光である。二組の映像光27、28はミラー15で反
射され、映像合成面である透過型スクリーン14で合成さ
れる。ここで、偏光方向が水平/垂直であるので、ミラ
ー15による反射によっても映像光27は垂直直線偏光のま
まであり、映像光28は水平直線偏光のままである。直線
偏光メガネ29は、左眼用と右眼用にそれぞれ水平直線偏
光フィルタ30と垂直直線偏光フィルタ31が取り付けてあ
り、合成された映像光27と映像光28とを分離して観視す
ることができる。
That is, a vertical linear polarization filter 25 is attached to the image light source 4, and a horizontal linear polarization filter 26 is attached to the image light source 5. The image light 27 derived from the image light source 4 is vertically linearly polarized light, and the image light 28 derived from the image light source 5 is horizontally linearly polarized light. The two sets of image light 27 and 28 are reflected by the mirror 15 and are synthesized by the transmission screen 14 which is an image synthesis surface. Here, since the polarization direction is horizontal / vertical, the image light 27 remains vertically linearly polarized light and the image light 28 remains horizontally linearly polarized even by reflection by the mirror 15. The linearly polarized glasses 29 are provided with a horizontal linearly polarized light filter 30 and a vertical linearly polarized light filter 31 for the left eye and the right eye, respectively, so that the synthesized image light 27 and the image light 28 can be separated and viewed. Can be.

ここで、ミラー15の光学主軸15aは水平方向であり、
映像光源4、5の偏光方向と平行または直角である。ま
た、レンチキュラレンズ16の光学主軸16aは垂直方向で
あり、映像光源4、5の偏光方向と平行または直角であ
る。なお、フレネルレンズ17の光学主軸17aは同心円状
に分布しているため、光学主軸17aが映像光源4、5の
偏光方向と平行または直角となる領域が画面の中心から
水平または垂直の方向に存在する。
Here, the optical main axis 15a of the mirror 15 is horizontal,
It is parallel or perpendicular to the polarization directions of the image light sources 4 and 5. The optical main axis 16a of the lenticular lens 16 is in the vertical direction, and is parallel or perpendicular to the polarization directions of the image light sources 4 and 5. Since the optical principal axis 17a of the Fresnel lens 17 is concentrically distributed, a region where the optical principal axis 17a is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light sources 4 and 5 exists in the horizontal or vertical direction from the center of the screen. I do.

第2図は、第1図の装置において、白一色の右眼映像
2と黒一色の左眼映像3の合成映像を左眼のみで観視し
た様子を示したものである。水平/垂直直線偏光フィル
タ25、26を用いている第2図は、右回り/左回り円偏光
フィルタ6、7を用いている第16図や、+45°/−45°
直線偏光フィルタ18、19を用いている第17図に比べて、
もれが小さい。ただし、画面の中心から±45°方向の領
域では、フレネルレンズ17の光学主軸17aのみが映像光
源4、5の偏光方向と±45°をなすためにもれがやや大
きいものの、その他の領域ではもれが小さい。このよう
に、画面の大部分が黒一色となるため、良好な立体映像
を見ることができる。
FIG. 2 shows a state in which the composite image of the right-eye image 2 of only white and the left-eye image 3 of only black is viewed only with the left eye in the apparatus shown in FIG. FIG. 2 using horizontal / vertical linear polarization filters 25 and 26 is shown in FIG. 16 using clockwise / counterclockwise circular polarization filters 6 and 7, or + 45 ° / −45 °.
Compared to FIG. 17 using linear polarization filters 18 and 19,
Leakage is small. However, in an area in the ± 45 ° direction from the center of the screen, only the optical main axis 17a of the Fresnel lens 17 forms ± 45 ° with the polarization direction of the image light sources 4 and 5, so that leakage is slightly large, but in other areas, Leakage is small. As described above, since most of the screen is solid black, a good stereoscopic image can be viewed.

なお、第1図の装置において、フレネルレンズ17の複
屈折をレンチキュラレンズ16の複屈折に比べて十分小さ
くすれば、画面全体が黒一色となり、光学主軸の方向が
映像光源の偏光方向と平行または直角にならない領域で
も、さらに良好な立体映像を見ることができる。
In the apparatus shown in FIG. 1, if the birefringence of the Fresnel lens 17 is made sufficiently smaller than the birefringence of the lenticular lens 16, the entire screen becomes black and the direction of the main optical axis is parallel or parallel to the polarization direction of the image light source. Even in an area that is not a right angle, a better stereoscopic image can be viewed.

上記の関係を得るため、例えば、レンチキュラレンズ
16は複屈折は大きいが量産性に優れる押出成型により製
造し、一方、フレネルレンズ17は複屈折の小さい注形基
板に紫外線硬化性樹脂を用いた、いわゆる2p法と呼ばれ
る光重合(photo−polymerization)法により製造す
る。あるいは、フレネルレンズ17は複屈折の小さい注形
基板に、直接切削加工により製造してもよい。
To obtain the above relationship, for example, a lenticular lens
16 is manufactured by extrusion molding which has a large birefringence but is excellent in mass productivity, while a Fresnel lens 17 is a photo-polymerization called a 2p method using an ultraviolet curable resin for a cast substrate having a small birefringence. ) Method. Alternatively, the Fresnel lens 17 may be manufactured by directly cutting a cast substrate having a small birefringence.

なお、上記の関係は、フレネルレンズ17とレンチキュ
ラレンズ16に限定するものではない。すなわち、フレネ
ルレンズ17のように光学主軸の方向が一様でない光学素
子の複屈折の位相差が、レンチキュラレンズ16のように
光学主軸の方向が一様である光学素子の複屈折の位相差
よりも小さくなるように構成すれば、同様な効果が得ら
れる。
Note that the above relationship is not limited to the Fresnel lens 17 and the lenticular lens 16. That is, the birefringence phase difference of an optical element whose optical main axis direction is not uniform like the Fresnel lens 17 is larger than the birefringence phase difference of an optical element whose optical main axis direction is uniform like the lenticular lens 16. The same effect can be obtained if the configuration is also made smaller.

なお、第1図に示した実施例では、透過型スクリーン
14をレンチキュラレンズ16とフレネルレンズ17による構
成としたが、これに限るものではない。
In the embodiment shown in FIG. 1, the transmission type screen is used.
Although the configuration 14 is constituted by the lenticular lens 16 and the Fresnel lens 17, it is not limited to this.

第3図は本発明の立体映像表示装置である背面投写型
プロジェクタの他の実施例を示したもので、第1図に示
した背面投写型プロジェクタと比べ、レンチキュラレン
ズ16とフレネルレンズ17による構成の透過型スクリーン
14の代りに、互いに配列の方向が90°異なる2枚のレン
チキュラレンズ16、32による構成の透過型スクリーン33
を用いている。本実施例では、光学主軸17aが同心円状
に分布しているフレネルレンズ17を除き、代りに、映像
光源4、5の偏光方向と平行または直角になるように、
光学主軸32aが水平方向であるレンチキュラレンズ32を
設けたので、光学主軸15a、16a、32aはすべて映像光源
4、5の偏光方向と平行または直角となる。
FIG. 3 shows another embodiment of a rear projection type projector which is a stereoscopic image display device according to the present invention, which is different from the rear projection type projector shown in FIG. 1 in that a lenticular lens 16 and a Fresnel lens 17 are used. Transmission screen
Instead of 14, a transmissive screen 33 constituted by two lenticular lenses 16 and 32 whose arrangement directions are different from each other by 90 °.
Is used. In the present embodiment, except for the Fresnel lens 17 in which the optical principal axis 17a is concentrically distributed, instead, the optical principal axis 17a is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light sources 4, 5.
Since the lenticular lens 32 whose optical axis 32a is horizontal is provided, the optical axes 15a, 16a and 32a are all parallel or perpendicular to the polarization directions of the image light sources 4 and 5.

第4図は、第3図の装置において、白一色の右眼映像
2と黒一色の左眼映像3の合成映像を左眼のみで観視し
た様子を示したものである。2枚のレンチキュラレンズ
16、32による構成の透過型スクリーン33を用いている第
4図は、レンチキュラレンズ16とフレネルレンズ17によ
る構成の透過型スクリーン14を用いている第2図に比べ
てさらにもれが小さく、前面投写型プロジェクタの場合
の第15図と同程度に画面全体が黒一色となるため、良好
な立体映像を見ることができる。
FIG. 4 shows a state in which the composite image of the right-eye image 2 of only white and the left-eye image 3 of black is viewed only with the left eye in the apparatus shown in FIG. Two lenticular lenses
FIG. 4 using a transmission type screen 33 constituted by 16 and 32 has less leakage than FIG. 2 using a transmission type screen 14 constituted by a lenticular lens 16 and a Fresnel lens 17. Since the entire screen is solid black as in FIG. 15 in the case of the projection type projector, a good stereoscopic image can be seen.

第5図は本発明の立体映像表示装置である背面投写型
プロジェクタのさらに他の実施例を示したもので、第1
図に示した背面投写型プロジェクタと比べ、レンチキュ
ラレンズ16とフレネルレンズ17による構成の透過型スク
リーン14の代りに、レンチキュラレンズ16と互いに配列
の方向が90°異なる2枚のリニアフレネルレンズ34、35
とによる構成の透過型スクリーン36を用いている。本実
施例では、光学主軸17aが同心円状に分布しているフレ
ネルレンズ17を除き、代りに、映像光源4、5の偏光方
向と平行または直角になるように、光学主軸34a、35aが
それぞれ水平/垂直方向であるリニアフレネルレンズ3
4、35を設けたので、光学主軸15a、16a、34a、35aはす
べて映像光源4、5の偏光方向と平行または直角とな
る。さらに、2枚のリニアフレネルレンズ34、35は、1
枚のフレネルレンズ17と同様な光の収束作用を有する。
従って、良好な立体映像を見ることができるとともに、
光の収束作用によって画面周辺の明るさが第3図の装置
に比べて向上し、第1図の装置と同程度の明るさが得ら
れる。
FIG. 5 shows still another embodiment of a rear projection type projector which is a stereoscopic image display device of the present invention.
Compared with the rear projection type projector shown in the figure, instead of the transmissive screen 14 having the lenticular lens 16 and the Fresnel lens 17, two linear Fresnel lenses 34, 35 whose orientation directions differ from the lenticular lens 16 by 90 ° are different from each other.
A transmission screen 36 having the following configuration is used. In this embodiment, except for the Fresnel lens 17 in which the optical principal axes 17a are concentrically distributed, the optical principal axes 34a and 35a are respectively horizontal so as to be parallel or perpendicular to the polarization directions of the image light sources 4 and 5 instead. / Vertical linear Fresnel lens 3
Since the optical axes 4 and 35 are provided, the optical principal axes 15a, 16a, 34a and 35a are all parallel or perpendicular to the polarization directions of the image light sources 4 and 5. Furthermore, the two linear Fresnel lenses 34 and 35
It has the same light converging function as the Fresnel lens 17.
Therefore, while being able to see good stereoscopic images,
Due to the light convergence action, the brightness around the screen is improved as compared with the apparatus shown in FIG. 3, and the same brightness as the apparatus shown in FIG. 1 can be obtained.

なお、第1図、第3図および第5図に示した実施例で
は、映像光源4、5に取り付けた水平/垂直直線偏光フ
ィルタ25、26に対応して水平/垂直直線偏光メガネ29を
用いたが、これに限るものではない。以下に、その例を
示す。
In the embodiment shown in FIGS. 1, 3 and 5, horizontal / vertical linear polarizing glasses 29 are used corresponding to the horizontal / vertical linear polarizing filters 25 and 26 attached to the image light sources 4 and 5, respectively. But it is not limited to this. An example is shown below.

第6図は本発明の立体映像表示装置である背面投写型
プロジェクタのさらに他の実施例を示したもので、第5
図に示した背面投写型プロジェクタと比べ、直線偏光メ
ガネ29の代りに円偏光メガネ11を用いるとともに、透過
型スクリーン36と円偏光メガネ11との間に、複屈折の光
学主軸37aが映像光源4、5の偏光方向と45°をなす1/4
波長板37を追加した構成である。本実施例では、透過型
スクリーン36と円偏光メガネ11との間を円偏光にして
も、ここには複屈折がある光学素子が設けられないた
め、円偏光が楕円偏光に変化することがない。また、円
偏光なので、円偏光メガネ11をかけている観視者が頭を
傾けた場合や、透過型スクリーン36を画面中心よりずれ
た方向から見た場合にも、偏光角のずれは問題なく、良
好な立体映像を見ることができる。
FIG. 6 shows still another embodiment of a rear projection type projector which is a stereoscopic image display device of the present invention.
Compared to the rear projection type projector shown in the figure, circularly polarized glasses 11 are used in place of the linearly polarized glasses 29, and a birefringent optical principal axis 37a is provided between the transmission type screen 36 and the circularly polarized glasses 11 by the image light source 4. 1/4 of 45 ° with 5 polarization directions
This is a configuration in which a wave plate 37 is added. In the present embodiment, even if the space between the transmission type screen 36 and the circularly polarized glasses 11 is circularly polarized, the circularly polarized light does not change to elliptically polarized light because no optical element having birefringence is provided here. . In addition, since the light is circularly polarized, even if the viewer wearing the circularly polarized glasses 11 tilts his head or sees the transmissive screen 36 from a direction shifted from the center of the screen, the deviation of the polarization angle is not a problem. You can see good stereoscopic images.

なお、上記のように、偏光メガネをかけている観視者
が頭を傾けた場合や映像合成面を画面中心よりずれた方
向から見た場合にも良好な立体映像を見ることができる
のは、円偏光メガネに限るものではなく、直線偏光メガ
ネにおいても可能である。以下に、その例を示す。
Note that, as described above, a good stereoscopic image can be viewed even when the viewer wearing polarized glasses tilts his / her head or views the image synthesis surface from a direction shifted from the center of the screen. The present invention is not limited to circularly polarized glasses, but is also possible with linearly polarized glasses. An example is shown below.

第7図は本発明の立体映像表示装置に用いる直線偏光
メガネ29の一実施例の斜視図を示したもので、第8図は
その主要部の断面図を示したものである。図において、
水平/垂直直線偏光フィルタ30、31は、それぞれメガネ
フレーム38の空間内に充填した水39の中に浮遊して回転
自在に構成されている。さらに、水平/垂直直線偏光フ
ィルタ30、31の上部にはうき40が、また下部にはおもり
41が、それぞれ設けてあり、重力または浮力を利用して
常に同一角度になるように動作する。第9図に示すよう
に、頭を傾けるなどによりメガネフレーム38が立体映像
表示装置に対して回転しても、直線偏光メガネ29の水平
/垂直直線偏光フィルタ30、31が最適な偏光角からずれ
ることがないため、良好な立体映像を見ることができ
る。
FIG. 7 is a perspective view of an embodiment of the linearly polarized glasses 29 used in the stereoscopic image display device of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view of a main part thereof. In the figure,
The horizontal / vertical linearly polarizing filters 30 and 31 are configured to be rotatable while floating in water 39 filled in the space of the glasses frame 38. In addition, the horizontal / vertical linear polarizing filters 30 and 31 have a lift 40 at the top and a weight at the bottom.
41 are provided, and operate so as to always have the same angle using gravity or buoyancy. As shown in FIG. 9, even if the glasses frame 38 is rotated with respect to the stereoscopic image display device by tilting the head, the horizontal / vertical linear polarization filters 30 and 31 of the linear polarization glasses 29 deviate from the optimum polarization angle. Because there is no such thing, a good stereoscopic image can be seen.

なお、立体映像表示装置は、上記のように立体映像を
表示するのが主たる用途であるが、これに限るものでは
ない。以下に、その例を示す。
The three-dimensional image display device is mainly used for displaying a three-dimensional image as described above, but is not limited to this. An example is shown below.

第10図は本発明の立体映像表示以外の用途に供する映
像表示装置である背面投写型プロジェクタの一実施例を
示したもので、第6図に示した背面投写型プロジェクタ
と比べて、左右異なる偏光方向の円偏光メガネ11の代り
に、左右同じ偏光方向の円偏光メガネ42、43を用いる。
また、各円偏光メガネ42、43に対応して、イヤホン44、
45を装着する。そして、第1映像音声源46から映像光源
4とイヤホン44にそれぞれ第1映像47と第1音声48を供
給し、第2映像音声源49から映像光源5とイヤホン45に
それぞれ第2映像50と第2音声51を供給する。本実施例
では、二組の映像47、50のうちの一方のみを分離して観
視するとともに、二組の映像47、50にそれぞれ対応する
音声48、51を独立に聴取する機能を設けたので、複数の
人が一つの映像表示装置を利用して別々の二つの映像と
音声を同時に視聴することができる。
FIG. 10 shows an embodiment of a rear projection type projector which is an image display device provided for uses other than the stereoscopic image display of the present invention, and differs from the rear projection type projector shown in FIG. Instead of the circularly polarized glasses 11 having the same polarization direction, circularly polarized glasses 42 and 43 having the same left and right polarization directions are used.
In addition, corresponding to each circularly polarized glasses 42, 43, earphone 44,
Attach 45. Then, a first video 47 and a first audio 48 are supplied from the first video / audio source 46 to the video light source 4 and the earphone 44, respectively, and a second video 50 is supplied to the video light source 5 and the earphone 45 from the second video / audio source 49, respectively. The second audio 51 is supplied. In the present embodiment, a function is provided to separate and view only one of the two sets of images 47 and 50 and to independently listen to the sounds 48 and 51 corresponding to the two sets of images 47 and 50, respectively. Therefore, a plurality of persons can simultaneously watch two separate videos and sounds using one video display device.

本装置によれば、二つの映像光源4、5を備えている
ので、通常の単一の映像を表示することや、二つの映像
を重ねて表示し、これを偏光メガネをはずして見ること
により、スーパーインポーズ機能を実現できる。従来の
スーパーインポーズ機能は映像信号を電気的に合成する
ことにより実現していたので、二つの映像信号の同期を
合わせる必要があったが、本発明のスーパーインポーズ
機能は映像光を合成することにより実現しているので、
二つの映像信号の同期を合わせる必要がない。また、従
来のスーパーインポーズ機能では、複数の人が全員同一
の画像しか見ることができないが、本発明のスーパーイ
ンポーズ機能は、偏光メガネ42、43のいずれかを装着し
た人のみが二つの映像47、50のうちの一方のみを分離し
て見ることができる。例えば、第1映像47に字幕スーパ
ーなしの映画を供給し、第2映像50に字幕スーパーを供
給すれば、偏光メガネ42を装着しない人は字幕スーパー
付きの映画を見ることができ、偏光メガネ42を装着した
人のみ字幕スーパーなしの映画を見ることができる。
According to the present apparatus, since two image light sources 4 and 5 are provided, a normal single image can be displayed, or two images can be displayed in a superimposed manner and viewed by removing polarized glasses. , Superimpose function can be realized. Since the conventional superimpose function was realized by electrically synthesizing video signals, it was necessary to synchronize two video signals. However, the superimpose function of the present invention synthesizes video light. It is realized by
There is no need to synchronize the two video signals. In addition, in the conventional superimpose function, a plurality of persons can all see only the same image, but the superimpose function of the present invention is such that only a person wearing one of the polarizing glasses 42 and 43 has two persons. Only one of the images 47 and 50 can be viewed separately. For example, if a movie without superimposed subtitles is supplied to the first video 47 and a superimposed subtitle is supplied to the second video 50, a person who does not wear the polarized glasses 42 can watch a movie with superimposed subtitles. Only those who wear the can watch movies without subtitles.

なお、第10図に示した実施例では、円偏光メガネ42、
43を用いたが、これに限るものではない。例えば、円偏
光メガネの代りに円偏光コンタクトレンズを用いてもよ
い。コンタクトレンズは眼の中で回転するが、円偏光で
あるので偏光角のずれは問題ない。さらに、第11図に示
すように、円偏光フィルタからなる円偏光ついたて52、
53を用いてもよい。この場合、メガネやコンタクトレン
ズを装着する煩わしさがない。
In the embodiment shown in FIG. 10, the circularly polarized glasses 42,
43 was used, but is not limited to this. For example, a circularly polarized contact lens may be used instead of the circularly polarized glasses. The contact lens rotates in the eye, but there is no problem in the deviation of the polarization angle because it is circularly polarized light. Further, as shown in FIG. 11, circularly polarized light comprising a circularly polarized light filter 52,
53 may be used. In this case, there is no need to wear glasses or contact lenses.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、2眼式立体映像表示装置において、
映像光源と映像合成面との間に設けられるか、または映
像合成面を含む光学素子(ミラー、透過型スクリーン
等)に複屈折の位相差があっても、観視者は良好な立体
映像を見ることができる。これにより、従来はそれらの
問題があった背面投写型プロジェクタについても、良好
な立体映像を見ることができるプロジェクタの表現が可
能となる。
According to the present invention, in a binocular stereoscopic image display device,
Even if an optical element (mirror, transmissive screen, etc.) provided between the image light source and the image synthesizing surface or including the image synthesizing surface has a birefringent phase difference, a viewer can obtain a good stereoscopic image. You can see. As a result, even for a rear-projection type projector which has conventionally had these problems, it is possible to express a projector capable of viewing a good stereoscopic image.

また、本発明の立体映像表示装置に用いる偏光メガネ
は、偏光メガネの偏光フィルタを常に最適の偏光角に保
つことができるので、観視者が頭を傾けた場合や、映像
合成面の画面中心よりずれた方向から見る場合でも、常
に良好な立体映像を見ることが可能となる。
In addition, the polarized glasses used in the stereoscopic image display device of the present invention can always maintain the polarizing filter of the polarized glasses at an optimum polarization angle, so that the viewer tilts his / her head, Even when viewing from a more shifted direction, it is possible to always see a good stereoscopic video.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の立体映像表示装置の一実施例を示す斜
視図、第2図は該実施例の効果を説明するためのその透
過型スクリーンの正面図、第3図は本発明の立体映像表
示装置の他の実施例を示す斜視図、第4図は該実施例の
効果を説明するためのその透過型スクリーンの正面図、
第5図および第6図はそれぞれ本発明の立体映像表示装
置のさらに他の実施例を示す斜視図、第7図は本発明の
立体映像表示装置に用いる直線偏光メガネの一実施例を
示す斜視図、第8図および第9図は該直線偏光メガネの
それぞれ要部断面図および正面図、第10図および第11図
はそれぞれ本発明の映像表示装置の実施例を示す斜視
図、第12図、第13図および第14図はそれぞれ従来の立体
映像表示装置の一例を示す斜視図、第15図、第16図およ
び第17図はそれぞれ第12図、第13図および第14図中のス
クリーンの正面図である。 符号の説明 1……プロジェクタ、2……右眼映像 3……左眼映像、4、5……映像光源 11……円偏光メガネ、14……透過型スクリーン 15……ミラー、15a……光学主軸 16……レンチキュラレンズ、16a……光学主軸 17……フレネルレンズ、17a……光学主軸 25……垂直直線偏光フィルタ 26……水平直線偏光フィルタ 27、28……映像光、29……直線偏光メガネ 30……水平直線偏光フィルタ 31……垂直直線偏光フィルタ 32……レンチキュラレンズ、32a……光学主軸 33……透過型スクリーン 34……リニアフレネルレンズ、34a……光学主軸 35……リニアフレネルレンズ、35a……光学主軸 36……透過型スクリーン 37……1/4波長板、38……メガネフレーム 39……水、40……うき 41……おもり、42、43……円偏光メガネ 44、45……イヤホン、46……第1映像音声源 47……第1映像、48……第1音声 49……第2映像音声源、50……第2映像 51……第2音声、52、53……円偏光ついたて
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a stereoscopic video display apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a front view of a transmission screen for explaining the effect of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the video display device, FIG. 4 is a front view of the transmission screen for explaining the effect of the embodiment,
5 and 6 are perspective views showing still another embodiment of the three-dimensional image display device of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view showing one embodiment of linearly polarized glasses used for the three-dimensional image display device of the present invention. FIG. 8, FIG. 8 and FIG. 9 are a sectional view and a front view, respectively, of an essential part of the linearly polarized glasses, FIG. 10 and FIG. 11 are perspective views showing an embodiment of the image display device of the present invention, FIG. , FIG. 13 and FIG. 14 are perspective views each showing an example of a conventional stereoscopic video display device, FIG. 15, FIG. 16 and FIG. 17 are screens in FIG. 12, FIG. 13 and FIG. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 2 ... Right-eye image 3 ... Left-eye image 4, 5 ... Image light source 11 ... Circularly polarized glasses, 14 ... Transmissive screen 15 ... Mirror, 15a ... Optical Main axis 16 Lenticular lens 16a Optical main axis 17 Fresnel lens 17a Optical main axis 25 Vertical linear polarization filter 26 Horizontal linear polarization filter 27 28 Image light 29 Linear polarization Glasses 30… Horizontal linear polarization filter 31… Vertical linear polarization filter 32… Lenticular lens, 32 a… Optical spindle 33… Transmissive screen 34… Linear Fresnel lens, 34 a… Optical spindle 35… Linear Fresnel lens , 35a Optical main axis 36 Transmission screen 37 Quarter-wave plate 38 Glass frame 39 Water 40 Water weight 42, 43 Circularly polarized glasses 44 45 ... earphone, 46 ... first video and audio source 47 ... First image, 48 ...... first audio 49 ...... second video audio source, 50 ...... second image 51 ...... second voice, 52 and 53 ...... circularly polarized light partition

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉井 正樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 天野 泰雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−45655(JP,A) 特開 昭63−10979(JP,A) 実開 昭62−12120(JP,U) 実開 昭63−150918(JP,U) 実開 昭60−110823(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaki Yoshii 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd.Production Technology Research Laboratory (72) Inventor Yasuo Amano 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock (56) References JP-A-50-45655 (JP, A) JP-A-63-10979 (JP, A) Full-scale 1987-120 (JP, U) Full-scale 1988- 150918 (JP, U) Fully open 60-110823 (JP, U)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】互いに重ね合わせて見ることができる二組
の映像光を導出する二組の映像光源と、映像光源と映像
合成面との間に設けられ、複屈折の位相差があり、光学
主軸の方向が傾斜方向に対して一様である、傾斜して配
置されたミラーとを備え、左右異なる偏光方向の偏光メ
ガネを通して二組の映像光の合成による立体映像を見る
ことができる立体映像表示装置において、二組の映像光
源は互いに90°異なる偏光方向に直線偏光した二組の映
像光を導出するものであり、光学主軸の方向が傾斜方向
に対して一様である前記ミラーの光学主軸が、映像光源
の偏光方向と平行または直角になるように構成したこと
を特徴とする立体映像表示装置。
1. An optical system, comprising: two sets of image light sources for deriving two sets of image light that can be viewed on top of each other; and a birefringent phase difference provided between the image light source and the image synthesizing surface. A stereoscopic image that has a mirror whose tilting direction is the same as the direction of the main axis and that can be viewed by combining two sets of image light through polarized glasses with different left and right polarization directions. In the display device, the two sets of image light sources derive two sets of image light linearly polarized in polarization directions different from each other by 90 °, and the optical axis of the mirror in which the direction of the optical main axis is uniform with respect to the tilt direction. A stereoscopic image display device, wherein the main axis is configured to be parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source.
【請求項2】互いに重ね合わせて見ることができる二組
の映像光を導出する二組の映像光源と、映像光源と映像
合成面との間に設けられ、複屈折の位相差があり、光学
主軸の方向が、一方向に延在するレンズ状またはプリズ
ム状の加工面を連続的に配置した方向に対して一様であ
る、透過型スクリーンとを備え、左右異なる偏光方向の
偏光メガネを通して二組の映像光の合成による立体映像
を見ることができる立体映像表示装置において、二組の
映像光源は互いに90°異なる偏光方向に直線偏光した二
組の映像光を導出するものであり、光学主軸の方向が、
一方向に延在するレンズ状またはプリズム状の加工面を
連続的に配置した方向に対して一様である前記透過型ス
クリーンの光学主軸が、映像光源の偏光方向と平行また
は直角になるように構成したことを特徴とする立体映像
表示装置。
2. An optical system, comprising: two sets of image light sources for deriving two sets of image light that can be viewed by being superimposed on each other; and a birefringent phase difference provided between the image light source and the image combining surface. A transmission type screen in which the direction of the main axis is uniform with respect to the direction in which the lens-shaped or prism-shaped processing surfaces extending in one direction are continuously arranged, In a stereoscopic image display device capable of viewing a stereoscopic image by combining a set of image lights, two sets of image light sources derive two sets of image lights linearly polarized in polarization directions different from each other by 90 °. The direction of
The optical principal axis of the transmission screen, which is uniform with respect to the direction in which the lens-shaped or prism-shaped processing surfaces extending in one direction are continuously arranged, is parallel or perpendicular to the polarization direction of the image light source. A stereoscopic video display device characterized by comprising.
【請求項3】請求項2に記載の立体映像表示装置におい
て、透過型スクリーンが、1枚または互いに配列の方向
が90°異なる2枚のレンチキュラレンズを含む構成とし
たことを特徴とする立体映像表示装置。
3. A three-dimensional image display apparatus according to claim 2, wherein the transmission screen includes one or two lenticular lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °. Display device.
【請求項4】請求項2に記載の立体映像表示装置におい
て、透過型スクリーンが、1枚または互いに配列の方向
が90°異なる2枚のリニアフレネルレンズを含む構成と
したことを特徴とする立体映像表示装置。
4. A three-dimensional image display device according to claim 2, wherein the transmission type screen includes one or two linear Fresnel lenses whose arrangement directions are different from each other by 90 °. Video display device.
【請求項5】互いに重ね合わせて見ることができる二組
の映像光を導出する二組の映像光源と、映像光源と映像
合成面との間に設けられ、複屈折の位相差があり、光学
主軸の方向が、一方向に延在するレンズ状の加工面を連
続的に配置した方向に対して一様であるレンチキュラレ
ンズと、複屈折の位相差があり、光学主軸の方向が一様
でないフルネルレンズを含む構成の透過型スクリーンと
を備え、左右異なる偏光方向の偏光メガネを通して二組
の映像光の合成による立体映像を見ることができる立体
映像表示装置において、二組の映像光源は互いに90°異
なる偏光方向に直線偏光した二組の映像光を導出するも
のであり、該フルネルレンズの位相差が該レンチキュラ
レンズの位相差よりも小さくなるように構成したことを
特徴とする立体映像表示装置。
5. An optical system, comprising: two sets of image light sources for deriving two sets of image light that can be viewed by being superimposed on each other; and a birefringent phase difference provided between the image light source and the image synthesizing surface. A lenticular lens in which the direction of the principal axis is uniform with respect to a direction in which a lens-shaped processing surface extending in one direction is continuously arranged, and there is a phase difference of birefringence, and the direction of the optical principal axis is not uniform A transmission type screen having a configuration including a Fresnel lens, and a stereoscopic image display device capable of viewing a stereoscopic image by combining two sets of image light through polarized glasses of different left and right polarization directions. A stereoscopic image characterized by deriving two sets of image light linearly polarized in 90 ° different polarization directions, wherein the phase difference of the Fresnel lens is smaller than the phase difference of the lenticular lens. Display device.
【請求項6】請求項5に記載の立体映像表示装置におい
て、フルネルレンズが、紫外線硬化性樹脂の成型により
製造したものであることを特徴とする立体映像表示装
置。
6. The three-dimensional image display device according to claim 5, wherein the Fresnel lens is manufactured by molding an ultraviolet curable resin.
【請求項7】請求項5に記載の立体映像表示装置におい
て、フルネルレンズが、直接切削加工により加工製造し
たものであることを特徴とする立体映像表示装置。
7. The three-dimensional image display device according to claim 5, wherein the Fresnel lens is manufactured by direct cutting.
【請求項8】請求項1または請求項2に記載の立体映像
表示装置において、偏光メガネが左右異なる円偏光方向
の円偏光メガネであって、映像合成面と該偏光メガネと
の間に、複屈折の光学主軸が映像光源の偏光方向と45°
をなす1/4波長板を設けたことを特徴とする立体映像表
示装置。
8. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the polarized glasses are circularly polarized glasses having different circularly polarized light directions on the left and right, and a plurality of polarized glasses are provided between the image combining surface and the polarized glasses. The main optical axis of refraction is 45 ° with the polarization direction of the image light source
A three-dimensional image display device provided with a quarter-wave plate.
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